Marvell推出适合大型MIMO无线电的5G基站处理器

Marvell技术公司推出了一种新的基带处理器和一套完整的蓝图，用于将芯片构建成基于新兴的5G无线接入网络开源标准的基站。这家总部位于加州圣克拉拉的公司上个月推出了Octeon Fusion芯片的一个新类别，它向包括诺基亚和三星在内的领先电信设备制造商销售Octeon Fusion-O芯片。Marvell表示，该芯片符合名为Open RAN的5G新标准，即开放式无线接入网络。Open RAN将基站的组成部分分离出来，使所有部件更具互换性，使电信企业能够以更快的速度和更低的成本扩展5G网络。

基站是一套安装在铁塔或建筑物顶部的盒子，用于将智能手机和其他设备连接到蜂窝网络。这些盒子主要由华为技术、爱立信、诺基亚、思科系统公司等电信设备巨头以一体化系统的形式销售，每个盒子都有专有的硬件和软件包，与其他公司推出的产品发生冲突。

该标准将作为5G基站中所有子系统的软件接口，使客户能够混合和匹配来自一系列供应商的基带、无线电和其他组件。开放式RAN技术还有望比目前企业制造的端到端系统更便宜，并通过定制接口链接在一起，让客户可以灵活地通过升级软件或更换行业标准芯片为其5G网络增加新功能。

Open RAN标准在基站的子系统之间建立了 "功能分割"。无线电单元，或RU，用于管理5G网络中的射频或RF功能，并处理、调节和放大信号，包括在短距离内提供极高传输速度的毫米波。分布式单元或DU用于执行5G的基带处理。

5G网络的另一个主要组成部分是中央单元，它可以与DU共同安装在靠近蜂窝天线的紧凑型服务器中，也可以隔离在电信公司的云端，用于运行5G网络的核心管理和控制功能。DU和CU是基站的计算部分，而RU则位于蜂窝天线附近或集成在蜂窝天线中。

对于采用这种模块化架构的5G网络，Marvell推出了一套参考设计，作为将Octeon Fusion-O基带处理器和其他网络芯片构建成无线电、分布式和集中式单元的蓝图。Marvell还计划将软件作为其硬件软件包的一部分推出，使OEM厂商更容易从头开始构建新的基站。

Marvell表示，Octeon Fusion-O芯片整合了基础部分的核心功能，并针对O-RAN系统进行了改进。其中一项优化是支持增强型通用公共无线电接口(CPRI)，它是基站无线电头与服务器之间的通用接口，用于执行基带处理和运行其他工作负载。

传统的 "封闭 "网络使用CPRI接口将基站连接在一起。但每个电信设备制造商实现的风格略有不同，使得硬件与其他公司的硬件不兼容。

去年，这家硅谷厂商推出了面向5G的最新一代Octeon Fusion芯片。这款芯片集成了Arm CPU内核、可编程DSP内核以及基带和前沿加速，是5G网络的理想选择，它支持的数据传输速度远远超过目前的4G技术。芯片可容纳高达100 Gbps的以太网，而内存子系统则储存了高达3.5 MB的高速缓存。

据Marvell称，该芯片是大规模MIMO无线电的理想选择，它依靠大型天线阵列将无线电信号以集中喷射的方式同时发送到不同的设备上，而不是像泛光灯一样以宽广的锥体覆盖整个区域。Octeon Fusion-O还带来了底层波束成形技术所需的计算能力，这有助于提升5G的整体吞吐量和速度。

Marvell还推出了与Analog Devices合作设计的先进5G无线电解决方案的参考设计。该RU集成了Marvell的Octeon Fusion-O和Analog Devices的RF CMOS技术。

这家位于硅谷的公司计划将Octeon Fusion-O系列芯片作为独立部件推出，用于使用Open RAN技术分离RU和DU的基站。Marvell还计划将其作为加速卡提供给现成的服务器，这些服务器可以安装在离基站无线头很远的地方，以卸载核心网络功能。

Marvell表示，Octeon Fusion-O芯片用于在5G电信设备的无线电和基带部分实时执行物理层(PHY)--即第一层协议。该公司还销售Octeon TX处理器，以处理网络杂务--第2层和第3层协议--协调同一5G网络中节点之间以及网络与网络之间的数据传输。

Marvell表示，Octeon是业界领先的数据处理单元(DPU)之一，拥有多达36个Arm 64位CPU内核，并带有可编程加速块，可提供高达200-Gbps的吞吐量。

在5G基站芯片的军备竞赛中，Marvell正试图与英特尔和高通等公司--以及间接地与基站厂商的专有芯片--展开竞争。全球最大的智能手机调制解调器供应商高通公司计划在2022年前开始供应第一代5G RAN芯片。英特尔的野心是在2021年底成为全球领先者，占据40%的市场份额。

Marvell表示，其Open RAN平台提供了一个专用的、高度可编程的解决方案，以解决当前5G架构带来的容量、功耗、成本和上市时间方面的挑战。如今，电信制造商使用基于FPGA或GPU的PHY加速来构建和测试5G基站。但根据Marvell的说法，这些解决方案会带来成本和功耗的妥协。

此外，该公司还推出了一款新的以太网交换机芯片Prestera DX 7300，该芯片被设计为用于分解5G O-RAN系统和参考设计的组件。

O-RAN标准使用软件来保证所有的组件可以一起工作，这反映了在软件定义网络中使用的所谓 "白盒 "系统，该系统在云数据中心中占主导地位。该策略是用廉价的商品装备取代数据中心庞大网络中使用的专有设备。这有助于降低云提供商和其他技术巨头的成本。

根据市场研究公司Dell Oro Group的数据，到2025年，开放无线接入网络硬件预计将占5G基础设施总市场的10%，并占全球销售额的50亿美元左右。

"Marvell长期以来一直是电信OEM厂商RAN技术的领先供应商，"EJL Wireless Research技术分析师Earl J. Lum在一份声明中表示。"无论是开放RAN还是传统的集成RAN，处理需求永远不会改变，只是随着RAN的分解、虚拟化和更加开放，所有的处理发生在哪里的问题。"他说。

Marvell表示，其新的O-RAN平台的开发套件将在2021年初推出。

编辑：hfy